XPIC

XPIC （クロス偏波干渉除去技術）とは、偏波分割多重通信システムにおいて、受信する2つのストリーム間の相互干渉を抑制するためのアルゴリズムである。

クロス偏波干渉キャンセラー（XPICとして知られる）は、ベースバンドレベルで復調された受信信号に実装される信号処理技術です。これは通常、偏波分割多重（PDMM）システムで必要となります。送信するデータソースは、システムのシンボルレートでQAM変調シンボルに符号化およびマッピングされ、搬送波周波数にアップコンバートされ、単一の二重偏波アンテナから放射される2つの無線ストリームが生成されます（放物面アンテナの給電パターンを参照）。対応する二重偏波アンテナは遠隔地に配置され、2つの受信機に接続され、無線ストリームをベースバンド信号（BB H、BB V）にダウンコンバートします。

この多重化／逆多重化技術は、2つの直交偏光（XPD）間の期待される識別に基づいています。

• システム全体の理想的な無限XPDは、受信機における各信号が、対応する送信機によって生成された信号（および熱雑音）のみを含むことを保証します。
• 実際の有限レベルのXPDは、2つの信号間の部分的な再結合として現れるため、受信機は交差偏波漏洩による干渉を観測します。このような交差偏波干渉を引き起こす要因の一部は、「偏波分割多重化」に記載されています。

実際には、受信側では2つのストリームに残留相互干渉が生じます。多くの実際的なケース、特に高レベルのM- QAM変調では、通信システムは経験するレベルの交差偏波干渉に耐えられず、より優れた抑制が必要となります。アンテナ出力で受信される2つの偏波（通常は直線水平Hと垂直V）はそれぞれ受信機に送られ、そのベースバンド出力は、一般的にデジタルステージとして実装されるアドホックな交差偏波キャンセル方式によってさらに処理されます。XPICアルゴリズムは、残留干渉をキャンセルするためにVをHに加算し、逆もまた同様、Hの正しい再構成を実現します。

キャンセル処理は通常、ベースバンドイコライザとベースバンドXPICの2つのブロックを使用して実装されます。後者の出力は前者から減算され、データストリームの推定値を生成する決定ステージに送られます。イコライザとXPICブロックは通常、時間変動するチャネル伝達関数を正しく追跡するために適応型です。XPICは、受信クロス信号のシェーピングを、主信号に影響を与えるクロス干渉の割合に等しくする必要があります。適応基準を駆動するためのフィードバック制御は、決定ブロック全体の残差誤差の測定値から得られます。

この例では、両方のブロックは有限インパルス応答デジタルフィルタの典型的な構造に基づいており、その係数は固定されておらず、適切な関数を最小化するように調整されています。${\displaystyle J}$複数の遅延が発生する${\displaystyle D}$入力信号に基づいて動作する。

与えられた条件:

• $\displaystyle \epsilon _{k}}$: 時刻における残差複素誤差${\displaystyle k}$、
• $\displaystyle s_{k}^{(m)}}$: 時刻におけるベースバンド主受信信号の複素サンプル${\displaystyle k}$、
• $\displaystyle s_{k}^{(x)}}$: 時刻におけるベースバンドクロス受信信号の複素サンプル${\displaystyle k}$、
• ${\displaystyle C_{j,k}^{(m)}}$タップ j および時刻におけるベースバンドイコライザの複素係数${\displaystyle k}$、
• ${\displaystyle C_{j,k}^{(x)}}$タップ j と時刻における XPIC 複素係数${\displaystyle k}$、
• ${\displaystyle j=-n,...,n}$: タップのインデックス
• $\displaystyle y_k}}$: 時刻 t${\displaystyle k}$、
• $d_k$: 時刻における推定送信データ${\displaystyle k}$、 それで$\displaystyle \epsilon _{k}}$=$\displaystyle y_k}}$-$d_k$
• ${\displaystyle \gamma }$: 適応性のためのステップサイズまたは圧縮係数、

最小化する関数が例えば平均電力の場合、残差誤差は、 ${\displaystyle J=E[|\epsilon _{k}|^{2}]}$適応勾配アルゴリズムでは、係数は各タイムステップ後に更新されることが規定されている。${\displaystyle k}$として：^{[ 1 ]}

• ${\displaystyle C_{j,k+1}^{(m)}=C_{j,k}^{(m)}-\gamma \epsilon _{k}(s_{kj}^{(m)})^{*}}$;
• ${\displaystyle C_{j,k+1}^{(x)}=C_{j,k}^{(x)}-\gamma \epsilon _{k}(s_{kj}^{(x)})^{*}}$;

ここで、アスタリスクは複素共役を表します。この基本方式では、送信されるシンボルに関する事前知識は必要ありません（ブラインドまたはゼロ知識）。

遅延が発生した場合${\displaystyle D}$がシンボル周期に等しい場合、ブロックはシンボル間隔で表され、${\displaystyle D}$はシンボル周期の分数であり、ブロックは分数間隔であると言われます。^{[ 2 ]}他の最小化関数としては、最小平均二乗LMSやゼロ強制ZFがあり、アーキテクチャは決定フィードバックにするか、既知の信号（パイロット信号）によってさらに改善することができます。

• 独立受信機を備えた干渉除去システム特許
• 非同期受信機を備えた交差偏波伝送システム特許
• 通信システム
• アダプティブイコライザー